一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111254412A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010229705.6(22)申请日2020.03.27(71)申请人江苏迈纳德微纳技术有限公司地址214000江苏省无锡市新吴区菱湖大道228号天安智慧城3-104(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构无锡市才标专利代理事务所(普通合伙)32323代理人田波(51)Int.Cl.C23C16/18(2006.01)C23C16/455(2006.01)C23C16/448(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法(57)摘要本发明公开了一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法，包括液态铱源和肼类还原剂，所述液态铱源作为前驱体，肼类还原剂作为还原性前驱体，所述液态铱源可采用1-乙基环戊二烯基-1、3-环己二烯基铱(Ι)等原材料。本发明选用液态铱源Ir为铱前驱体，可以避免铱源在使用过程中冷凝从而堵塞阀门，并且可以良好的控制沉积工艺，降低生产成本，选用肼类还原剂为还原性前驱体，可以直接利用热型原子层沉积技术即可沉积单质铱薄膜，优于现有技术中所使用的等离子NH3、氢气等气体，在使用过程中，更方便、更安全、更容易操作，既可以避免等离子氢气、等离子氨气等操作上的不便，又可简化单质铱薄膜的制备工艺，节约成本。CN111254412ACN111254412A权利要求书1/1页1.一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法，其特征在于，所述方法包括液态铱源和肼类还原剂，所述液态铱源作为前驱体，肼类还原剂作为还原性前驱体。2.根据权利要求1所述的一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法，其特征在于，所述液态铱源可采用1-乙基环戊二烯基-1、3-环己二烯基铱(Ι)为原材料。3.根据权利要求1所述的一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法，其特征在于，所述肼类还原剂包括无水肼、甲基肼、乙基肼、丙基肼、叔丁基肼等等C1-C5的烃链，还原剂结构式为R1R2N-NR3R4，其中R1、R2、R3和R4包括氢原子、C1-C5的烃链，R1、R2、R3和R4可以相同也可以不同。4.根据权利要求1所述的一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、采用原子层沉积设备将液态铱源原料加热至100-150℃温度范围值，并抽真空至极限压力，抽真空后的极限压力是0.1-10Pa；S2、原子层沉积系统受热均匀后，加热时间为40min-60min，再开启载气流量10-200sccm，原子层沉积系统受热均匀温度范围为100-400℃，原子层沉积系统内所受压压强范围为10-200Pa；S3、打开液态铱源原子层沉积脉冲阀门，脉冲阀门打开时间范围为50-2000ms,使液态铱源导入设备反应室，与衬底表面发生吸附并发生反应；S4、用惰性气体作为载气，清洗没有反应完全的液体铱源，以及反应生成的1-乙基环戊二烯基-1和3-环己二烯等副产物，清洗时间为1-200s；S5、打开肼类还原剂原子层沉积脉冲阀门，脉冲阀门打开时间范围为10-500ms，使得肼类还原剂前驱体导入设备反应室，与衬底表面发生吸附并发生反应；S6、用惰性气体作为载气，清洗没有反应完全的肼类还原剂，以及反应生成的胺类等副产物；S7、一个循环的单质铱薄膜形成；S8、通过控制循环次数，可以精确控制单质铱薄膜的厚度。2CN111254412A说明书1/4页一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法技术领域[0001]本发明涉及铱薄膜制备方法相关技术领域，具体为一种用于制备铱薄膜的原子层沉积技术及方法。背景技术[0002]贵金属铱Ir具有较强的抗氧化性、高的导电率、很强的催化活性以及很好的抗腐蚀性，这些性能使得铱薄膜可以广泛应用于电极材料、微电子、光学器件和高温抗氧化涂层，值得注意的是，这些金属在地壳中非常稀有，再加上其优异的性能和广泛的应用范围，使其变得昂贵。目前制备Ir薄膜的方法一般有物理气相沉积、电化学沉积、溶胶凝胶、卤化物化学气相沉积和金属有机物化学气相沉积等。其中最常用的是物理气相沉积和化学气相沉积，然而物理气相沉积法沉积温度高，在复杂形状部件表面成膜能力差；化学气相沉积在薄膜纯度和厚度精确控制方面有缺陷。[0003]原子层层沉积(ALD)是一种气相薄膜沉积技术，它依赖于顺序的，自限性的表面反应。这些是通过将前驱物交替脉冲到基板上(通过排空或吹扫周期隔开)来实现的，以避免在密切相关的化学气相沉积(CVD)技术中发生的气相反应。自限反应可沉积具有优良保形性和精确控制的膜厚和组成的纯净，高质量的膜。因此原子层沉积技术在制备优质的Ir薄膜、器件方面有着良好的应用前景。[0004]在现有